JP2005036063A

JP2005036063A - Pneumatic tire

Info

Publication number: JP2005036063A
Application number: JP2003198616A
Authority: JP
Inventors: Eiju Suzuki; 英寿鈴木; Yoichi Ozawa; 洋一小澤; Shojiro Aida; 昭二郎会田; Yasuo Wakatsuki; 康雄若槻
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-07-17
Also published as: US7511108B2; ES2366631T3; JP4651921B2; EP1647571A4; EP1647571B1; CN100469831C; CN1839180A; EP1647571A1; US20070179267A1; WO2005007740A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pneumatic tire which uses a rubber composition having a high cis-1,4 bond content, a low vinyl bond content, a suitable number-average mol. wt. (Mn), and a mol. wt. distribution (Mw/Mn), and has excellent mechanical characteristics. <P>SOLUTION: This pneumatic tire is characterized by using a rubber composition comprising polybutadiene rubber having a cis-1,4 bond content of ≥99.0 % measured by Fourier transform infrared spectroscopy and a vinyl bond content of ≤0.3 % for any of tire members. The polybutadiene rubber is preferably a polymer obtained by polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a catalyst comprising a gadolinium compound metallocene type cation complex. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤ、特に耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れたゴム材料を部材として含む空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリブタジエンゴムは、熱的及び機械的に優れたゴムとして知られており、様々な分野で広く用いられている。特に、シス−１，４−結合含量が高いポリブタジエンゴムは、機械的特性に優れるため、シス−１，４−結合含量が高いポリブタジエンゴムの製造技術が精力的に研究開発されてきた。例えば、ポリブタジエンゴムの製造用触媒として、ニッケル、コバルト、チタン等の遷移金属化合物を主成分とする複合触媒系が知られており、その中のいくつかは、ブタジエンの重合触媒として工業的に使用されている。
【０００３】
また、シス−１，４結合含量の高いポリブタジエンを製造することが可能で、優れた重合活性を有する触媒として、希土類金属化合物と第Ｉ〜ＩＩＩ族の有機金属化合物からなる複合触媒系が開発されており、例えば、ネオジム化合物にメチルアルミノキサンを使用した触媒系を用いると、高い反応性で重合を行うことができ、かつ狭い分子量分布を有する共役ジエン系重合体が得られることが報告されている。しかしながら、この方法で得られるポリマーは、シス−１，４結合含量が十分に高くはなく、また、ビニル結合含量も十分に低くないため、依然として物性が不充分であった。
【０００４】
また、下記特許文献１には、希土類金属化合物、第Ｉ〜ＩＩＩ族の有機金属化合物、非配位性アニオンとカチオンとからなるイオン性化合物からなる触媒系で、ブタジエンを重合することで、シス−１，４結合含量の非常にポリブタジエンが得られることが開示されている。しかしながら、この場合、使用されるＮｄ（ＯＣＯＣＣｌ_３）_３等の希土類金属化合物の重合活性が低いという問題がある。また、下記特許文献１では、ミクロ構造の測定法としてＮＭＲを利用しているため、特にビニル結合含量の誤差が大きく、更に、得られるポリブタジエンのビニル結合含量の値も大きいため、該ポリブタジエンを含むゴム組成物は、従来のポリブタジエンを含むゴム組成物に比べ、物性の向上が不十分であった。更に、該方法で得られるポリブタジエンは、ビニル結合含量が低くなると、分子量分布が広くなる傾向があり、ビニル結合含量が十分低く、且つ分子量分布が特定の範囲にあるポリブタジエンを得ることができなかった。
【０００５】
また、下記特許文献２には、希土類金属とハロゲン原子不含成分とハロゲン原子含有成分とからなる希土類金属塩、並びにアルミノキサンからなる触媒系で、ブタジエンを重合することで、シス−１，４結合含量の非常に高いポリブタジエンが得られることが開示されている。しかしながら、この場合も、使用されるビス（トリクロロ酢酸）（バーサチック酸）ネオジム塩等の重合活性が低く、工業性が低いという問題がある。また、下記特許文献２では、重合体のビニル結合含量についての検討がなされていない。
【０００６】
また、下記非特許文献１には、ガドリニウム化合物のメタロセン型錯体からなる触媒系でブタジエンを重合することで、シス−１，４結合含量の非常に高いポリブタジエンが得られることが記載されている。しかしながら、下記非特許文献１には、分子量を制御する手法の開示がないため、実用性が低かった。また、開示されているポリブタジエンをゴム組成物及びそれを用いたゴム物品、特にタイヤに応用する検討はなされていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−４８９４０号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４１４２０号公報
【非特許文献１】
会田，ホウ，西浦，土肥，倉角，堀内，若槻，Ｍａｃｒｏｍｏｌ．ＲａｐｉｄＣｏｍｍｕｎ．２００３年，２４巻，ｐ１７９−１８４
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、シス−１，４結合含量が高く、ビニル結合含量が低く、且つ適度な数平均分子量（Ｍｎ）と分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）とを示すポリブタジエンゴムを含むゴム組成物を用いた、機械的特性に優れた空気入りタイヤを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定のガドリノセン触媒系にてブタジエンを重合すること得られるポリブタジエンゴムを含むゴム組成物をタイヤのトレッド及びサイドウォールに適用することで、タイヤの耐摩耗性及び耐亀裂成長性が向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、本発明の空気入りタイヤは、フーリエ変換赤外分光法（以下、ＦＴ−ＩＲと略記する）で測定したシス−１，４結合含量が９９．０％以上で且つビニル結合含量が０．３％以下のポリブタジエンゴムを含むゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とする。ここで、上記ポリブタジエンゴムを規定するシス−１，４結合含量及びビニル結合含量は、ＦＴ−ＩＲで測定される値であり、具体的には、以下の方法で測定される。
【００１１】
＜ＦＴ−ＩＲによるミクロ構造の分析法＞
同一セルの二硫化炭素をブランクとして、５ｍｇ／ｍＬの濃度に調製したポリブタジエンの二硫化炭素溶液のＦＴ−ＩＲ透過率スペクトルを測定し、該スペクトルの１１３０ｃｍ^−１付近の山ピーク値をａ、９６７ｃｍ^−１付近の谷ピーク値をｂ、９１１ｃｍ^−１付近の谷ピーク値をｃ、７３６ｃｍ^−１付近の谷ピーク値をｄとしたとき、下記行列式（ＩＩ）：
【数１】

から導かれるｅ、ｆ、ｇの値を用い、下記式（ＩＩＩ）、式（ＩＶ）、式（Ｖ）：
（シス−１，４結合含量）＝ｅ／（ｅ＋ｆ＋ｇ）×１００（％）・・・（ＩＩＩ）
（トランス−１，４結合含量）＝ｆ／（ｅ＋ｆ＋ｇ）×１００（％）・・・（ＩＶ）
（ビニル結合含量）＝ｇ／（ｅ＋ｆ＋ｇ）×１００（％）・・・（Ｖ）
に従ってシス−１，４結合含量、トランス−１，４結合含量及びビニル結合含量を求める。なお、上記スペクトルの１１３０ｃｍ^−１付近の山ピーク値ａはベースラインを、９６７ｃｍ^−１付近の谷ピーク値ｂはトランス−１，４結合を、９１１ｃｍ^−１付近の谷ピーク値ｃはビニル結合を、７３６ｃｍ^−１付近の谷ピーク値ｄはシス−１，４結合を示す。
【００１２】
ポリブタジエンのミクロ構造の分析法としては、従来、^１Ｈ−ＮＭＲ及び^１３Ｃ−ＮＭＲによりシス−１，４結合含量、トランス−１，４結合含量及びビニル結合含量を求める方法が知られているが、^１３Ｃ−ＮＭＲによる測定結果では、ビニル結合含量が過少に評価され、実際の値より小さい値が出てしまう。これに対し、本発明で用いるポリブタジエンゴムは、シス−１，４結合含量が高いことに加え、ビニル結合含量が極めて小さいことを特徴とするため、ビニル結合含量の測定精度が高いＦＴ−ＩＲ法により測定する。
【００１３】
上記ポリブタジエンゴムとしては、ガドリニウム化合物のメタロセン型カチオン錯体からなる触媒（ガドリノセン触媒）の存在下で１，３−ブタジエンを重合させて得た重合体が好ましい。ここで、該ガドリニウム化合物のメタロセン型カチオン錯体としては、下記一般式（Ｉ）：
Ｒ^１ _ｎＧｄＸ_ｍ・・・（Ｉ）
（式中、Ｇｄはガドリニウムを表し；Ｒ^１はシクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、フルオレニル基又は置換フルオレニル基で；Ｘはアニオンで；ｎは１又は２の整数で；ｍは１又は２の整数である）で表される化合物が更に好ましい。
【００１４】
本発明の空気入りタイヤに用いるゴム組成物は、ゴム成分が上記ポリブタジエンゴムを１０質量％以上含むのが好ましい。また、該ゴム組成物は、カーボンブラック及びシリカの少なくとも一方を、前記ゴム成分１００質量部に対して合計１０質量部以上配合してなるのが好ましい。更に、該ゴム組成物は、硫黄架橋性であるのが好ましい。
【００１５】
本発明の空気入りタイヤの好適例においては、前記タイヤ部材がサイドウォール及びトレッドの少なくとも一方である。なお、本発明の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の空気入りタイヤは、ＦＴ−ＩＲで測定したシス−１，４結合含量が９９．０％以上で且つビニル結合含量が０．３％以下のポリブタジエンゴムを含むゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いたことを特徴とする。上記ポリブタジエンゴムは、従来のポリブタジエンゴムに比べシス−１，４結合含量が高く且つビニル結合含量が低いため、伸張結晶性が著しく高く、該ポリブタジエンゴムを含むゴム組成物の耐摩耗性及び耐亀裂成長性を向上させることができる。
【００１７】
なお、上記ポリブタジエンゴムは、数平均分子量（Ｍｎ）が１００，０００〜５００，０００であるのが好ましく、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比、即ち、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．３〜３．５であるのが好ましい。ここで、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算の値である。上記ポリブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．３未満では、該ポリブタジエンゴムを含むゴム組成物の作業性が悪化するため、混練りが困難となり、ゴム組成物の物性及びそれを用いたタイヤの性能を十分に向上させることができない。また、ポリブタジエンゴムの分子量分布が３．５を超えると、ゴム組成物の未加硫粘度が改良される割にはヒステリシスロス等のゴム物性の低下が大きくなり好ましくない。ポリブタジエンゴムの数平均分子量が１００，０００未満では、加硫物の弾性率が低下し、ヒステリシスロスが上昇し、更に耐摩耗性が悪化するため好ましくなく、５００，０００を超えると、該ポリブタジエンゴムを含むゴム組成物の作業性が悪化して、混練りが困難となり、ゴム組成物の物性及びそれを用いたタイヤの性能を十分に向上させることができない。
【００１８】
上記ポリブタジエンゴムとしては、ガドリニウム化合物のメタロセン型カチオン錯体からなる触媒の存在下で１，３−ブタジエンを重合させて得た重合体が好ましい。ここで、ガドリニウム化合物のメタロセン型カチオン錯体としては、下記一般式（Ｉ）：
Ｒ^１ _ｎＧｄＸ_ｍ・・・（Ｉ）
（式中、Ｇｄはガドリニウムを表し；Ｒ^１はシクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、フルオレニル基又は置換フルオレニル基で；Ｘはアニオンで；ｎは１又は２の整数で；ｍは１又は２の整数である）で表される３価のガドリニウム化合物が挙げられる。式（Ｉ）において、ｎが２の場合、２つのＲ^１は同一でも異なってもよく、また、ｍが２の場合、２つのＸは同一でも異なってもよい。
【００１９】
上記置換シクロペンタジエニル基、置換インデニル基及び置換フルオレニル基における置換基の種類、個数及び置換位置は特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等の他、トリメチルシリル基等のケイ素原子を含有する炭化水素基等を挙げることができる。Ｒ^１はＸの一部と互いにジメチルシリル基、ジメチルメチレン基、メチルフェニルメチレン基、ジフェニルメチレン基、エチレン基、置換エチレン基等の架橋基で結合されてもよく、また、Ｒ^１どうしが互いにジメチルシリル基、ジメチルメチレン基、メチルフェニルメチレン基、ジフェニルメチレン基、エチレン基、置換エチレン基等の架橋基で結合されていてもよい。
【００２０】
上記置換シクロペンタジエニル基として、具体的には、メチルシクロペンタジエニル基、ベンジルシクロペンタジエニル基、ビニルシクロペンタジエニル基、２−メトキシエチルシクロペンタジエニル基、トリメチルシリルシクロペンタジエニル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロペンタジエニル基、エチルシクロペンタジエニル基、フェニルシクロペンタジエニル基、１，２−ジメチルシクロペンタジエニル基、１，３−ジメチルシクロペンタジエニル基、１，３−ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）シクロペンタジエニル基、１，２，３−トリメチルシクロペンタジエニル基、１，２，３，４−テトラメチルシクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、１−エチル−２，３，４，５−テトラメチルシクロペンタジエニル基、１−ベンジル−２，３，４，５−テトラメチルシクロペンタジエニル基、１−フェニル−２，３，４，５−テトラメチルシクロペンタジエニル基、１−トリメチルシリル−２，３，４，５−テトラメチルシクロペンタジエニル基、１−トリフルオロメチル−２，３，４，５−テトラメチルシクロペンタジエニル基等が挙げられる。また、上記置換インデニル基としては、１，２，３−トリメチルインデニル基、ヘプタメチルインデニル基、１，２，４，５，６，７−ヘキサメチルインデニル基等が挙げられる。これらの中でも、Ｒ^１としては、ペンタメチルシクロペンタジエニル基が好ましい。
【００２１】
Ｘで表されるアニオンとしては、テトラ（フェニル）ボレート、テトラキス（モノフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（ジフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（トリフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（テトラフルオロメチルフェニル）ボレート、テトラ（トリル）ボレート、テトラ（キシリル）ボレート、（トリフェニル，ペンタフルオロフェニル）ボレート、［トリス（ペンタフルオロフェニル），フェニル］ボレート、トリデカハイドライド−７，８−ジカルバウンデカボレート等が挙げられる。
【００２２】
式（Ｉ）で表されるガドリニウム化合物のメタロセン型カチオン錯体として、具体的には、ビスペンタメチルシクロペンタジエニルガドリニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート等が挙げられる。
【００２３】
上記式（Ｉ）で表されるガドリニウム化合物のメタロセン型カチオン錯体は、例えば、下記一般式（ＶＩ）：
Ｒ^１ _ｐＧｄＹ_ｑＱＹ_ｑ・・・（ＶＩ）
（式中、Ｇｄはガドリニウムを示し；Ｒ^１は上記と同義であり；Ｙは水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオラート基、アミド基又は炭素数１〜２０の炭化水素基で；Ｑは周期律表第ＩＩＩ族元素を示し；ｐは１、２又は３の整数で；ｑは０、１又は２の整数である）で表される２価又は３価のガドリニウム化合物と、イオン性化合物とを反応させることにより製造できる。上記式（ＶＩ）において、ｐが２又は３の場合、２又は３つのＲ^１は同一でも異なってもよく、ｑが１又は２の場合、２又は４つのＹは同一でも異なってもよい。
【００２４】
式（Ｉ）の化合物の生成反応は、不活性溶媒中に上記式（ＶＩ）のガドリニウム化合物とイオン性化合物とを溶解し、０℃〜加温下、好ましくは室温で、１０分〜数時間、好ましくは１時間程度行えばよい。但し、これらの反応条件は、適宜選択及び変更可能である。式（ＶＩ）のガドリニウム化合物に対してイオン性化合物を２当量反応させることにより、Ｑで表される元素を含まない上記式（Ｉ）の錯体が収率良く得られる。典型的な反応例を下記に示す。

【００２５】
上記反応は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下において、不活性溶媒中で行うことができる。該不活性溶媒としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の飽和脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン等の飽和脂環式炭化水素；１−ブテン、２−ブテン等のモノオレフィン類；ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられ、これらの中でも、トルエンが好ましい。また、上記溶媒を２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
得られた式（Ｉ）の錯体は、通常の分離操作によって錯体生成反応系から固体として取り出した後に重合反応に用いてもよく、得られた式（Ｉ）の錯体の錯体生成反応系をそのまま重合反応に用いてもよい。なお、錯体生成反応系をそのまま重合反応に用いる場合、触媒の生成反応に用いる不活性触媒として、重合反応においても好適な溶媒を用いることで、溶媒交換等を省略することができる。
【００２７】
式（ＶＩ）において、Ｒ^１は上記と同義であり、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、フルオレニル基又は置換フルオレニル基を示す。置換基の種類、個数、置換位置、架橋の有無及びＲ^１の好ましい具体例等は前述の通りである。なお、式（ＶＩ）のＲ^１は、式（Ｉ）の錯体に応じて適宜選択することができる。
【００２８】
Ｙが表すアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基等の脂肪族アルコキシ基；フェノキシ基、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基、２，６−ジイソプロピルフェノキシ基、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−イソプロピルフェノキシ基、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−ネオペンチルフェノキシ基、２−イソプロピル−６−ネオペンチルフェノキシ基等のアリールオキシ基が挙げられ、これらの中でも、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基が好ましい。
【００２９】
Ｙが表すチオラート基としては、チオメトキシ基、チオエトキシ基、チオプロポキシ基、チオｎ−ブトキシ基、チオイソブトキシ基、チオｓｅｃ−ブトキシ基、チオｔｅｒｔ−ブトキシ基等の脂肪族チオラート基；チオフェノキシ基、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルチオフェノキシ基、２，６−ジイソプロピルチオフェノキシ基、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−イソプロピルチオフェノキシ基、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−ネオペンチルチオフェノキシ基、２−イソプロピル−６−ネオペンチルチオフェノキシ基、２，４，６−トリイソプロピルチオフェノキシ基等のアリールチオラート基が挙げられ、これらの中でも、２，４，６−トリイソプロピルチオフェノキシ基が好ましい。
【００３０】
Ｙが表すアミド基としては、ジメチルアミド基、ジエチルアミド基、ジイソプロピルアミド基等の脂肪族アミド基；フェニルアミド基、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルアミド基、２，６−ジイソプロピルフェニルアミド基、２，６−ジネオペンチルフェニルアミド基、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−イソプロピルフェニルアミド基、２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−ネオペンチルフェニルアミド基、２−イソプロピル−６−ネオペンチルフェニルアミド基、２，４，６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルアミド基等のアリールアミド基が挙げられ、これらの中でも、２，４，６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルアミド基が好ましい。
【００３１】
Ｙが表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、これらの中でも、塩素原子及びヨウ素原子が好ましい。
【００３２】
Ｙが表す炭素数１〜２０の炭化水素としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等の直鎖又は分枝鎖の脂肪族炭化水素基；フェニル基、トリル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基；ベンジル基等のアラルキル基等の他；トリメチルシリルメチル基、ビストリメチルシリルメチル基等のケイ素原子を含有する炭化水素基が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基、イソブチル基、トリメチルシリルメチル基が好ましい。
【００３３】
式（ＶＩ）のＹとしては、水素原子、ハロゲン原子、及び炭素数１〜２０の炭化水素基が好ましい。
【００３４】
式（ＶＩ）のＱは、周期律表の第ＩＩＩ族元素を示すが、具体的には、ホウ素、アルミニウム、ガリウム等が挙げられ、これらの中でもアルミニウムが好ましい。
【００３５】
式（ＶＩ）のガドリニウム化合物として、具体的には、ジメチルアルミニウム（μ−ジメチル）ビス（ペンタメチルシクロペンタジエニル）ガドリニウムが挙げられる。
【００３６】
一方、イオン性化合物は、非配位性アニオンとカチオンとからなり、上記式（ＶＩ）のガドリニウム化合物と反応して式（Ｉ）の錯体を生成できるイオン性化合物である限り特に制限はない。
【００３７】
上記非配位性アニオンとしては、テトラ（フェニル）ボレート、テトラキス（モノフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（ジフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（トリフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（テトラフルオロメチルフェニル）ボレート、テトラ（トリル）ボレート、テトラ（キシリル）ボレート、（トリフェニル，ペンタフルオロフェニル）ボレート、［トリス（ペンタフルオロフェニル），フェニル］ボレート、トリデカハイドライド−７，８−ジカルバウンデカボレート等が挙げられる。
【００３８】
また、上記カチオンとしては、カルボニウムカチオン、オキソニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプタトリエニルカチオン、遷移金属を有するフェロセニウムカチオン等が挙げられる。ここで、上記カルボニウムカチオンとしては、トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ置換フェニルカルボニウムカチオン等の三置換カルボニウムカチオン等が挙げられる。また、トリ置換フェニルカルボニウムカチオンとして、具体的には、トリ（メチルフェニル）カルボニウムカチオン、トリ（ジメチルフェニル）カルボニウムカチオン等が挙げられる。上記アンモニウムカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン、トリ（ｎ−ブチル）アンモニウムカチオン等のトリアルキルアンモニウムカチオン；Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリニウムカチオン、Ｎ，Ｎ−２，４，６−ペンタメチルアニリニウムカチオン等のＮ，Ｎ−ジアルキルアニリニウムカチオン；ジ（イソプロピル）アンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオンが挙げられる。上記ホスホニウムカチオンとしては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ（メチルフェニル）ホスホニウムカチオン、トリ（ジメチルフェニル）ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオンが挙げられる。
【００３９】
上記イオン性化合物は、非配位性アニオン及びカチオンの中から、それぞれ任意に選択して組み合わせたものを好適に用いることができる。例えば、イオン性化合物としては、トリフェニルカルボニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、トリフェニルカルボニウムテトラキス（テトラフルオロフェニル）ボレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、１，１’−ジメチルフェロセニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート等が好ましい。上記イオン性化合物は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。遷移金属化合物と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるルイス酸としては、Ｂ（Ｃ_６Ｆ_５）_３、Ａｌ（Ｃ_６Ｆ_５）_３等を用いることができ、これらを上記イオン性化合物と組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
上記ガドリニウム化合物のメタロセン型カチオン錯体からなる触媒の添加量は、通常の触媒の添加量とほぼ同等であり、該触媒は、有機アルミニウム化合物の存在下でブタジエンの重合に使用することができる。ここで、有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム及びその混合物等が挙げられ、これらの中でも、トリイソブチルアルミニウムが好ましく、トリメチルアルミニウムとトリブチルアルミニウムとの混合物でもよい。有機アルミニウム化合物の存在下において生成させる錯体を用いる場合については、有機アルミニウム化合物の使用量は前述の通りである。固体状態で重合反応系に添加して用いる錯体、又は固体状態の錯体を溶解して得られる溶液を重合反応系に添加して用いる錯体については、有機アルミニウム化合物の使用量は特に限定されないが、例えば式（Ｉ）の錯体に対して２当量以上用いればよく、約２当量用いるのが好ましい。
【００４１】
上記の重合反応は、溶媒の存在下及び非存在下のいずれで行ってもよい。溶媒を用いる場合には、溶媒が重合反応において実質的に不活性であり、ブタジエン及び触媒組成物に対して充分な溶解性を有している限り特に限定されない。具体的には、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の飽和脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン等の飽和脂環式炭化水素；１−ブテン、２−ブテン等のモノオレフィン類；ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられ、これらの中でも、トルエンが好ましい。また、溶媒は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
上記重合反応における重合温度は、特に限定されるものではないが、−１００〜１００℃であり、−５０〜８０℃が好ましく、０℃以下が更に好ましい。また、重合時間は、特に限定されるものではないが、１分〜１２時間程度であり、５分〜５時間程度が好ましい。但し、これらの反応条件は、触媒の種類に応じて適宜選択することができる。重合反応が所定の重合率に到達した後、公知の重合停止剤を重合反応系に添加して反応を停止させ、次いで通常の方法で生成した重合体を重合反応系から分離することができる。
【００４３】
好適実施態様においては、固体状態の式（Ｉ）の触媒、若しくは固体状態の式（Ｉ）の触媒を溶解させて得られた溶液を重合反応系に添加し、更に有機アルミニウム化合物、ブタジエンモノマーを重合反応系に導入することにより重合を行う。但し、上記触媒、有機アルミニウム化合物、ブタジエンモノマーの添加順序は、適宜変更可能である。
【００４４】
また、他の好適実施態様では、式（Ｉ）の触媒を生成し得るガドリニウム化合物とイオン性化合物とを反応させ、これを単離することなく使用することもできる。この際、必要な有機アルミニウム化合物は、重合前のどの段階で反応系に加えてもよい。この触媒溶液をブタジエンモノマーと重合反応系に導入することにより重合を行う。この際、触媒溶液とブタジエンモノマーの添加順序は適宜変更可能である。この態様では、生成させた式（Ｉ）の触媒を固体状態として単離する必要がなく、工程が一段階省略される利点がある。
【００４５】
本発明の空気入りタイヤに用いるゴム組成物は、ゴム成分中の上記ポリブタジエンゴムの含有率が１０質量％以上であるのが好ましい。ゴム成分中の上記ポリブタジエンゴムの含有率が１０質量％未満のゴム組成物は、ゴム組成物の耐摩耗性及び耐亀裂成長性を向上させる効果が小さい。また、上記ゴム組成物には、ゴム成分として、上記のポリブタジエンゴム（ＢＲ）の他、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）等を併用することができる。
【００４６】
上記ゴム組成物は、充填剤としてカーボンブラック及びシリカの少なくとも一方を、上記ゴム成分１００質量部に対して合計で１０質量部以上配合してなるのが好ましい。カーボンブラック及びシリカを合計１０質量部以上含むことで、より一層補強性が向上する。
【００４７】
また、上記ゴム組成物は、硫黄架橋性であるのが好ましい。ゴム組成物が硫黄で架橋された加硫ゴムは、タイヤ部材として十分な強度を有する。なお、上記ポリブタジエンゴムを含むゴム組成物は、耐摩耗性に優れるためタイヤのトレッドとして好適であり、また、耐亀裂成長性に優れるためタイヤのサイドウォールとしても好適である。
【００４８】
上記ゴム組成物には、上述のゴム成分、カーボンブラック及びシリカの他、他の充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、シランカップリング剤等のゴム業界で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用することができる。なお、上記ゴム組成物は、ゴム成分に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【００４９】
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を何れかの部材に用いる限り特に制限はなく、該部材としては、トレッド、サイドウォール等が挙げられ、通常の方法で製造することができる。
【００５０】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５１】
（重合体製造例１）
前記非特許文献１に記載の手法により、ビスペンタメチルシクロペンタジエニルガドリニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート［［（Ｃｐ^＊）_２Ｇｄ］［Ｂ（Ｃ_６Ｆ_５）_４］，Ｃｐ^＊：ペンタメチルシクロペンタジエニル配位子］を調製した。これを充分に乾燥した１リットル耐圧ガラス瓶に不活性ガス雰囲気下にて６．６ｇ仕込み、トルエン５００ｍＬで溶解させた。次いで、１Ｍのトリイソブチルアルミニウム／トルエン溶液３０ｍＬを添加し、耐圧ガラス瓶をゴム栓付王冠にて打栓し、触媒溶液Ａとした。温調ジャケットに−２０℃の冷媒を流通させた５リットル重合リアクター装置に、１２．５質量％に調製した１，３−ブタジエン／トルエン溶液１３００ｇを導入し、充分に冷却した後、上記触媒溶液Ａの総てを添加した。−２０℃にて１時間の重合反応を行った後、老化防止剤ＢＨＴのメタノール５％溶液５ｍＬを加えて反応を停止し、更に微量の塩酸を含むエタノール中で再沈澱を行った。分離した重合体をドラフト内で風乾した後、６０℃の真空オーブン内で４時間乾燥し、重合体Ａを１５０ｇ、９２％の収率で得た。
【００５２】
（重合体製造例２）
不活性ガス雰囲気下にて、充分に乾燥した１リットル耐圧ガラス瓶にジメチルアルミニウム（μ−ジメチル）ビス（ペンタメチルシクロペンタジエニル）ガドリニウム［（Ｃｐ^＊）_２Ｇｄ（μ−Ｍｅ）_２ＡｌＭｅ_２，Ｃｐ^＊：ペンタメチルシクロペンタジエニル配位子］２．５８ｇ及びトリフェニルカルボニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート［［Ｐｈ_３Ｃ］［Ｂ（Ｃ_６Ｆ_５）_４］］４．６１ｇを入れ、トルエン５００ｍＬにて溶解させた。この溶液に、１Ｍトリイソブチルアルミニウム／トルエン溶液２５ｍＬを添加し、室温にて１時間熟成し、触媒溶液Ｂを得た。温調ジャケットに−４０℃の冷媒を流通させた５リットル重合リアクター装置に、１２．５質量％に調製した１，３−ブタジエン／トルエン溶液１０８０ｇを仕込み、充分に冷却した後、−７８℃に冷却した上記触媒溶液Ｂの総てを添加した。−４０℃にて３時間の重合反応を行った後、老化防止剤ＢＨＴのメタノール５％溶液５ｍＬを加えて反応を停止し、更に微量の塩酸を含むエタノール中で再沈澱を行った。分離した重合体をドラフト内で風乾した後、６０℃の真空オーブン内で４時間乾燥し、重合体Ｂを１３３ｇ、ほぼ１００％の収率で得た。
【００５３】
（重合体製造例３）
１Ｍトリイソブチルアルミニウム／トルエン溶液の添加量を５０ｍＬとした以外は上記触媒溶液Ｂの調製と同様にして、触媒溶液Ｃを調製した。これを用いて重合体製造例２と同様の重合操作を行い、重合体Ｃを１１７ｇ、８７％の収率で得た。
【００５４】
（重合体製造例４）
不活性ガス雰囲気下にて、充分に乾燥した１５０ミリリットル耐圧ガラス瓶にビス（１−イソプロピル−２，３，４，５−テトラメチルシクロペンタジエニル）ビステトラヒドロフランサマリウム［（Ｃ_５Ｍｅ_４ ^ｉＰｒ）_２Ｓｍ（ＴＨＦ）_２］１２５ｍｇ、ＭＭＡＯ−３Ａ［東ソー・ファインケム社製，純品］３４ｍＬ及びシクロヘキサン６４ｍＬをこの順番で加え、得られた溶液を更に室温にて３時間熟成することにより、触媒溶液Ｄを得た。不活性雰囲気下にて、５リットル重合リアクター装置に、１２．５質量％に調製した１，３−ブタジエン／シクロヘキサン溶液３２００ｇを仕込み、温調ジャケットを５０℃に加熱した。これに、上記触媒溶液Ｄを２３．３ｍＬ添加し、３時間重合反応を行った。続いて、老化防止剤ＢＨＴのメタノール５％溶液５ｍＬを加えて反応を停止し、更に微量の塩酸を含むエタノール中で再沈澱を行った。分離した重合体をドラフト内で風乾した後、６０℃の真空オーブン内で４時間乾燥し、重合体Ｄを３６４ｇ、９１％の収率で得た。
【００５５】
以上のようにして得られた重合体Ａ〜Ｄの特性を表１に示す。なお、ミクロ構造の分析は、上述したＦＴ−ＩＲで行った。また、数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ＧＰＣ［東ソー製、ＨＬＣ−８０２０］により検出器として屈折計を用いて測定し、単分散ポリスチレンを標準としたポリスチレン換算で示した。なお、カラムはＧＭＨＸＬ［東ソー製］で、溶離液はテトラヒドロフランである。
【００５６】
【表１】

【００５７】
表１から、得られた重合体Ａ〜Ｃのシス−１，４結合含量及びビニル結合含量が本発明で規定する範囲にあることが分かる。更に、重合体製造例２及び３で得られた重合体Ｂ及びＣを比較すると、添加するトリイソブチルアルミニウムの量を変えることにより分子量を制御できることが分かる。なお、重合体製造例４で得られた重合体Ｄは、ガドリニウム化合物のメタロセン型カチオン錯体を用いて製造していないため、シス−１，４結合含量が低く、且つビニル結合含量高かった。
【００５８】
また、測定法の比較として、市販のポリブタジエンゴムに対して、上記ＦＴ−ＩＲ分析と、下記に示す方法の^１Ｈ−ＮＭＲ及び^１３Ｃ−ＮＭＲ分析とを実施し、測定法の違いによる分析値の違いを確認した。結果を表２に示す。
【００５９】
＜^１Ｈ−ＮＭＲ及び^１３Ｃ−ＮＭＲによるミクロ構造の分析法＞
^１Ｈ−ＮＭＲ分析（１，４−結合：５．３０−５．５０ｐｐｍと１，２−結合：４．９４−５．０３ｐｐｍのシグナル強度比）から重合体中の１，４−結合と１，２−結合の比を求め、^１３Ｃ−ＰＳＴ−ＮＭＲ分析（シス結合：２５．５ｐｐｍとトランス結合：３２．８ｐｐｍのシグナル強度比）からシス結合とトランス結合の比を求め、１，４−シス結合含有量、１，４−トランス結合含有量及びビニル結合含有量を決定した。
【００６０】
【表２】

【００６１】
表２から、^１Ｈ−ＮＭＲ及び^１３Ｃ−ＮＭＲを用いた場合、ＦＴ−ＩＲに比べてビニル結合含量が過少に評価され、実際の値より小さい値が出てしまうことが分かる。
【００６２】
更に、表３に示す配合処方のタイヤサイドウォール用ゴム組成物をバンバリーミキサーを用いて調製し、下記の方法で、１００％伸長時の引張応力及び耐亀裂成長性を評価した。結果を表３に示す。
【００６３】
（１）１００％伸長時の引張応力
各ゴム組成物からＪＩＳ３号試験片を作製し、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して１００％伸長時の引張応力を測定した。
【００６４】
（２）耐亀裂成長性（サイドメスカット試験）
各ゴム組成物をサイドウォールに適用して、サイズ１７５／７０Ｒ１３のタイヤを試作した。該試作タイヤの最大幅の位置に、タイヤ断面方向に対して４５度の角度で幅２ｍｍ、深さ２．０ｍｍのメスカットを入れた。次いで、該タイヤを、５Ｊのリムに組み付け、内圧１．９ｋｇ／ｃｍ^２、荷重４０５ｋｇ、速度５０ｋｍ／ｈｒの条件下でドラム試験にて１万ｋｍ走行させ、メスカットが成長した長さを測定した。
【００６５】
【表３】

【００６６】
表３から、実施例のゴム組成物を用いたタイヤは、比較例のゴム組成物を用いたタイヤに比べて、メスカットの成長が抑制されており、耐亀裂成長性に優れることが分かる。
【００６７】
更に、表４に示す配合処方のタイヤトレッド用ゴム組成物をバンバリーミキサーを用いて調製し、下記の方法で、耐摩耗性を評価した。結果を表４に示す。
【００６８】
（３）耐摩耗性
各ゴム組成物をトレッドに適用して、サイズ１１Ｒ２２．５のタイヤを試作した。該タイヤを実地走行にて１０万ｋｍ走行させ、走行距離／（走行前溝深さ−走行後溝深さ）を算出し、比較例６の値を１００として指数表示した。指数値が大きい程、摩耗が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。
【００６９】
【表４】

【００７０】
表４から、実施例のゴム組成物を用いたタイヤは、比較例のゴム組成物を用いたタイヤに比べて、耐摩耗性が著しく向上していることが分かる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、特定のガドリノセン触媒の存在下でブタジエンを重合すること得られるポリブタジエンゴムを含むゴム組成物をタイヤのいずれかの部材に適用することで、耐摩耗性及び耐亀裂成長性に優れたタイヤを提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly to a pneumatic tire including a rubber material having excellent wear resistance and crack growth resistance as a member.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, polybutadiene rubber is known as a rubber excellent in thermal and mechanical properties, and is widely used in various fields. In particular, polybutadiene rubber having a high cis-1,4-bond content is excellent in mechanical properties, and therefore, a technology for producing a polybutadiene rubber having a high cis-1,4-bond content has been vigorously researched and developed. For example, composite catalysts based on transition metal compounds such as nickel, cobalt and titanium are known as catalysts for the production of polybutadiene rubber, some of which are used industrially as polymerization catalysts for butadiene. Has been.
[0003]
In addition, a composite catalyst system comprising a rare earth metal compound and a group I to III organometallic compound has been developed as a catalyst capable of producing a polybutadiene having a high cis-1,4 bond content and having an excellent polymerization activity. For example, it has been reported that when a catalyst system using methylaluminoxane as a neodymium compound is used, polymerization can be performed with high reactivity and a conjugated diene polymer having a narrow molecular weight distribution can be obtained. . However, the polymer obtained by this method is not sufficiently high in the cis-1,4 bond content and the vinyl bond content is not sufficiently low, so that the physical properties are still insufficient.
[0004]
Patent Document 1 below discloses that butadiene is polymerized in a catalyst system composed of a rare earth metal compound, a group I to III organometallic compound, and an ionic compound composed of a non-coordinating anion and a cation. It is disclosed that very polybutadiene having a -1,4 bond content is obtained. In this case, however, the Nd used (OCOCCl₃)₃There is a problem that the polymerization activity of the rare earth metal compounds such as is low. Further, in Patent Document 1 below, since NMR is used as a measurement method of the microstructure, the error of the vinyl bond content is particularly large, and further, the value of the vinyl bond content of the resulting polybutadiene is also large, so that the polybutadiene is contained. The rubber composition has insufficient improvement in physical properties as compared with a rubber composition containing conventional polybutadiene. Furthermore, the polybutadiene obtained by this method tends to have a broad molecular weight distribution when the vinyl bond content is low, and a polybutadiene having a sufficiently low vinyl bond content and a specific molecular weight distribution could not be obtained. .
[0005]
Further, in Patent Document 2 below, a cis-1,4 bond is obtained by polymerizing butadiene in a catalyst system comprising a rare earth metal, a halogen atom-free component and a halogen atom-containing component, and an aluminoxane. It is disclosed that polybutadiene with a very high content can be obtained. However, in this case as well, there is a problem that the polymerization activity of the bis (trichloroacetic acid) (versaic acid) neodymium salt used is low and the industriality is low. Moreover, in the following patent document 2, examination about the vinyl bond content of a polymer is not made.
[0006]
Non-Patent Document 1 below describes that polybutadiene having a very high cis-1,4 bond content can be obtained by polymerizing butadiene with a catalyst system comprising a metallocene complex of a gadolinium compound. However, since Non-Patent Document 1 below does not disclose a method for controlling the molecular weight, the utility is low. In addition, no study has been made on applying the disclosed polybutadiene to rubber compositions and rubber articles using the rubber compositions, particularly to tires.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-48940 A
[Patent Document 2]
JP 2002-241420 A
[Non-Patent Document 1]
Aida, Hou, Nishiura, Toi, Kurakumi, Horiuchi, Wakatsuki, Macromol. Rapid Commun. 2003, 24, p179-184
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition containing a polybutadiene rubber having a high cis-1,4 bond content, a low vinyl bond content, and an appropriate number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn). It is an object of the present invention to provide a pneumatic tire using an object and having excellent mechanical characteristics.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventors apply a rubber composition containing polybutadiene rubber obtained by polymerizing butadiene with a specific gadolinocene catalyst system to tire treads and sidewalls. Thus, the present inventors have found that the wear resistance and crack growth resistance of the tire are improved, and have completed the present invention.
[0010]
That is, the pneumatic tire of the present invention has a cis-1,4 bond content of 99.0% or more and a vinyl bond content of 0.00 as measured by Fourier transform infrared spectroscopy (hereinafter abbreviated as FT-IR). A rubber composition containing 3% or less of polybutadiene rubber is used for any tire member. Here, the cis-1,4 bond content and the vinyl bond content defining the polybutadiene rubber are values measured by FT-IR, and specifically, measured by the following method.
[0011]
<Analysis method of microstructure by FT-IR>
Using carbon disulfide in the same cell as a blank, an FT-IR transmittance spectrum of a polybutadiene carbon disulfide solution prepared to a concentration of 5 mg / mL was measured.^-1The peak value in the vicinity is a, 967 cm^-1Nearby valley peak value is b, 911cm^-1Nearby valley peak value is c, 736 cm^-1When the valley peak value in the vicinity is d, the following determinant (II):
[Expression 1]

Using the values of e, f, and g derived from the following formulas (III), (IV), and (V):
(Cis-1,4 bond content) = e / (e + f + g) × 100 (%) (III)
(Trans-1,4 bond content) = f / (e + f + g) × 100 (%) (IV)
(Vinyl bond content) = g / (e + f + g) × 100 (%) (V)
To determine the cis-1,4 bond content, trans-1,4 bond content and vinyl bond content. In addition, 1130cm of the spectrum^-1Nearby mountain peak value a is at the base line, 967 cm^-1The trough peak value b near the trans-1,4 bond is 911 cm.^-1Near valley peak value c is vinyl bond, 736cm^-1The valley peak value d in the vicinity indicates a cis-1,4 bond.
[0012]
As a method for analyzing the microstructure of polybutadiene,¹H-NMR and¹³Methods for determining cis-1,4 bond content, trans-1,4 bond content and vinyl bond content by C-NMR are known.¹³In the measurement result by C-NMR, the vinyl bond content is underestimated and a value smaller than the actual value is obtained. On the other hand, the polybutadiene rubber used in the present invention is characterized by having a very low vinyl bond content in addition to a high cis-1,4 bond content, so that the FT-IR method has a high measurement accuracy of the vinyl bond content. Measure with
[0013]
As the polybutadiene rubber, a polymer obtained by polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a catalyst (gadolinocene catalyst) composed of a metallocene cation complex of a gadolinium compound is preferable. Here, as the metallocene cation complex of the gadolinium compound, the following general formula (I):
R¹ _nGdX_m  ... (I)
Wherein Gd represents gadolinium; R¹Is a cyclopentadienyl group, substituted cyclopentadienyl group, indenyl group, substituted indenyl group, fluorenyl group or substituted fluorenyl group; X is an anion; n is an integer of 1 or 2; m is an integer of 1 or 2 Is more preferable.
[0014]
In the rubber composition used in the pneumatic tire of the present invention, the rubber component preferably contains 10% by mass or more of the polybutadiene rubber. The rubber composition is preferably formed by blending at least one of carbon black and silica with a total of 10 parts by mass or more based on 100 parts by mass of the rubber component. Furthermore, the rubber composition is preferably sulfur crosslinkable.
[0015]
In a preferred example of the pneumatic tire of the present invention, the tire member is at least one of a sidewall and a tread. In addition, as gas with which the pneumatic tire of this invention is filled, inert gas, such as nitrogen, argon, helium other than the air which adjusted normal or oxygen partial pressure, can be used.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below. The pneumatic tire of the present invention comprises a rubber composition containing a polybutadiene rubber having a cis-1,4 bond content of 99.0% or more and a vinyl bond content of 0.3% or less as measured by FT-IR. It is used for either. Since the polybutadiene rubber has a higher cis-1,4 bond content and a lower vinyl bond content than conventional polybutadiene rubber, it has a remarkably high stretch crystallinity, and wear resistance and crack resistance of a rubber composition containing the polybutadiene rubber are high. Growth potential can be improved.
[0017]
The polybutadiene rubber preferably has a number average molecular weight (Mn) of 100,000 to 500,000, and the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn), that is, the molecular weight distribution (Mw). / Mn) is preferably 1.3 to 3.5. Here, the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are values in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC). When the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the polybutadiene rubber is less than 1.3, the workability of the rubber composition containing the polybutadiene rubber is deteriorated, so that kneading becomes difficult, and the physical properties of the rubber composition and the rubber composition are used. Tire performance cannot be improved sufficiently. On the other hand, if the molecular weight distribution of the polybutadiene rubber exceeds 3.5, the rubber properties such as hysteresis loss are greatly deteriorated although the unvulcanized viscosity of the rubber composition is improved. If the number average molecular weight of the polybutadiene rubber is less than 100,000, the elastic modulus of the vulcanizate decreases, the hysteresis loss increases, and the wear resistance deteriorates. The workability of the rubber composition containing the rubber deteriorates and kneading becomes difficult, and the physical properties of the rubber composition and the performance of the tire using the rubber composition cannot be sufficiently improved.
[0018]
The polybutadiene rubber is preferably a polymer obtained by polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a catalyst comprising a metallocene cation complex of a gadolinium compound. Here, as a metallocene cation complex of a gadolinium compound, the following general formula (I):
R¹ _nGdX_m  ... (I)
Wherein Gd represents gadolinium; R¹Is a cyclopentadienyl group, substituted cyclopentadienyl group, indenyl group, substituted indenyl group, fluorenyl group or substituted fluorenyl group; X is an anion; n is an integer of 1 or 2; m is an integer of 1 or 2 And a trivalent gadolinium compound represented by the formula: In formula (I), when n is 2, two R¹May be the same or different. When m is 2, two Xs may be the same or different.
[0019]
The kind, number, and substitution position of the substituent in the substituted cyclopentadienyl group, substituted indenyl group, and substituted fluorenyl group are not particularly limited. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl In addition to a group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a hexyl group, a phenyl group, a benzyl group, etc., a hydrocarbon group containing a silicon atom such as a trimethylsilyl group can be exemplified. R¹May be bonded to a part of X by a dimethylsilyl group, a dimethylmethylene group, a methylphenylmethylene group, a diphenylmethylene group, an ethylene group, a substituted ethylene group or the like, and R¹They may be bonded to each other by a crosslinking group such as a dimethylsilyl group, a dimethylmethylene group, a methylphenylmethylene group, a diphenylmethylene group, an ethylene group, or a substituted ethylene group.
[0020]
Specific examples of the substituted cyclopentadienyl group include methylcyclopentadienyl group, benzylcyclopentadienyl group, vinylcyclopentadienyl group, 2-methoxyethylcyclopentadienyl group, and trimethylsilylcyclopentadienyl. Group, tert-butylcyclopentadienyl group, ethylcyclopentadienyl group, phenylcyclopentadienyl group, 1,2-dimethylcyclopentadienyl group, 1,3-dimethylcyclopentadienyl group, 1,3 -Di (tert-butyl) cyclopentadienyl group, 1,2,3-trimethylcyclopentadienyl group, 1,2,3,4-tetramethylcyclopentadienyl group, pentamethylcyclopentadienyl group, 1-ethyl-2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl group, 1-ben -2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl group, 1-phenyl-2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl group, 1-trimethylsilyl-2,3,4,5- Examples thereof include a tetramethylcyclopentadienyl group and a 1-trifluoromethyl-2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl group. Examples of the substituted indenyl group include 1,2,3-trimethylindenyl group, heptamethylindenyl group, 1,2,4,5,6,7-hexamethylindenyl group, and the like. Among these, R¹Is preferably a pentamethylcyclopentadienyl group.
[0021]
Examples of the anion represented by X include tetra (phenyl) borate, tetrakis (monofluorophenyl) borate, tetrakis (difluorophenyl) borate, tetrakis (trifluorophenyl) borate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluoro). Methylphenyl) borate, tetra (tolyl) borate, tetra (xylyl) borate, (triphenyl, pentafluorophenyl) borate, [tris (pentafluorophenyl), phenyl] borate, tridecahydride-7,8-dicarboundeca Examples include borate.
[0022]
Specific examples of the metallocene cation complex of the gadolinium compound represented by the formula (I) include bispentamethylcyclopentadienyl gadolinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate.
[0023]
The metallocene cation complex of the gadolinium compound represented by the above formula (I) is, for example, the following general formula (VI):
R¹ _pGdY_qQY_q  (VI)
Wherein Gd represents gadolinium; R¹Is as defined above; Y is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, a thiolate group, an amide group or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; Q is a Group III element in the periodic table; p is 1 2 is an integer of 2 or 3, and q is an integer of 0, 1 or 2, and the ionic compound is reacted with a divalent or trivalent gadolinium compound. In the above formula (VI), when p is 2 or 3, 2 or 3 R¹May be the same or different. When q is 1 or 2, two or four Ys may be the same or different.
[0024]
The formation reaction of the compound of the formula (I) involves dissolving the gadolinium compound of the above formula (VI) and the ionic compound in an inert solvent and heating at 0 ° C. to warming, preferably at room temperature, for 10 minutes to several hours. Preferably, it may be performed for about 1 hour. However, these reaction conditions can be appropriately selected and changed. By reacting the ionic compound with 2 equivalents of the gadolinium compound of the formula (VI), the complex of the above formula (I) not containing the element represented by Q can be obtained in a high yield. A typical reaction example is shown below.

[0025]
The above reaction can be carried out in an inert solvent under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. Examples of the inert solvent include saturated aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, and heptane; saturated alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; monoolefins such as 1-butene and 2-butene; Aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethylene, perchloroethylene, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene, chlorotoluene, etc. Among these, toluene is preferable. Moreover, you may use in combination of 2 or more types of the said solvent.
[0026]
The obtained complex of the formula (I) may be used for the polymerization reaction after being taken out as a solid from the complex-forming reaction system by a normal separation operation, and the complex-forming reaction system of the obtained complex of the formula (I) is used as it is. You may use for a polymerization reaction. When the complex formation reaction system is used as it is in the polymerization reaction, solvent exchange or the like can be omitted by using a suitable solvent in the polymerization reaction as an inert catalyst used in the catalyst formation reaction.
[0027]
In formula (VI), R¹Is as defined above and represents a cyclopentadienyl group, a substituted cyclopentadienyl group, an indenyl group, a substituted indenyl group, a fluorenyl group or a substituted fluorenyl group. Type and number of substituents, substitution position, presence / absence of crosslinking, and R¹The preferred specific examples are as described above. In the formula (VI), R¹Can be appropriately selected depending on the complex of the formula (I).
[0028]
Examples of the alkoxy group represented by Y include aliphatic alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group and tert-butoxy group; phenoxy group, 2,6-di- tert-butylphenoxy group, 2,6-diisopropylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenoxy group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenoxy group, 2-isopropyl-6-neopentylphenoxy group, etc. And among these, 2,6-di-tert-butylphenoxy group is preferable.
[0029]
The thiolate group represented by Y includes aliphatic thiolate groups such as thiomethoxy group, thioethoxy group, thiopropoxy group, thio n-butoxy group, thioisobutoxy group, thiosec-butoxy group, and thiotert-butoxy group; thiophenoxy group 2,6-di-tert-butylthiophenoxy group, 2,6-diisopropylthiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-isopropylthiophenoxy group, 2-tert-butyl-6-neopentylthiophenoxy group, Examples include arylthiolate groups such as 2-isopropyl-6-neopentylthiophenoxy group and 2,4,6-triisopropylthiophenoxy group. Among these, 2,4,6-triisopropylthiophenoxy group is preferable.
[0030]
Examples of the amide group represented by Y include aliphatic amide groups such as dimethylamide group, diethylamide group, diisopropylamide group; phenylamide group, 2,6-di-tert-butylphenylamide group, 2,6-diisopropylphenylamide group. 2,6-dineopentylphenylamide group, 2-tert-butyl-6-isopropylphenylamide group, 2-tert-butyl-6-neopentylphenylamide group, 2-isopropyl-6-neopentylphenylamide group And arylamide groups such as 2,4,6-tert-butylphenylamide group. Among these, 2,4,6-tert-butylphenylamide group is preferable.
[0031]
Examples of the halogen atom represented by Y include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Among these, a chlorine atom and an iodine atom are preferable.
[0032]
Examples of the hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms represented by Y include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, neopentyl group, and hexyl. Group, octyl group or other linear or branched aliphatic hydrocarbon group; phenyl group, tolyl group, naphthyl group or other aromatic hydrocarbon group; benzyl group or other aralkyl group, etc .; trimethylsilylmethyl group, bis A hydrocarbon group containing a silicon atom such as a trimethylsilylmethyl group is exemplified. Among these, a methyl group, an ethyl group, an isobutyl group, and a trimethylsilylmethyl group are preferable.
[0033]
Y in formula (VI) is preferably a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
[0034]
Q in the formula (VI) represents a group III element in the periodic table, and specific examples thereof include boron, aluminum, and gallium. Among these, aluminum is preferable.
[0035]
Specific examples of the gadolinium compound of the formula (VI) include dimethylaluminum (μ-dimethyl) bis (pentamethylcyclopentadienyl) gadolinium.
[0036]
On the other hand, the ionic compound is not particularly limited as long as it is composed of a non-coordinating anion and a cation and can react with the gadolinium compound of the above formula (VI) to form a complex of the formula (I).
[0037]
Examples of the non-coordinating anion include tetra (phenyl) borate, tetrakis (monofluorophenyl) borate, tetrakis (difluorophenyl) borate, tetrakis (trifluorophenyl) borate, tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetrakis (tetrafluoro). Methylphenyl) borate, tetra (tolyl) borate, tetra (xylyl) borate, (triphenyl, pentafluorophenyl) borate, [tris (pentafluorophenyl), phenyl] borate, tridecahydride-7,8-dicarboundeca Examples include borate.
[0038]
Examples of the cation include a carbonium cation, an oxonium cation, an ammonium cation, a phosphonium cation, a cycloheptatrienyl cation, and a ferrocenium cation having a transition metal. Here, examples of the carbonium cation include tri-substituted carbonium cations such as a triphenyl carbonium cation and a tri-substituted phenyl carbonium cation. Specific examples of the tri-substituted phenylcarbonium cation include tri (methylphenyl) carbonium cation and tri (dimethylphenyl) carbonium cation. Examples of the ammonium cation include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tripropylammonium cation, tributylammonium cation, and tri (n-butyl) ammonium cation; N, N-diethylanilinium cation, N, N Examples thereof include N, N-dialkylanilinium cations such as -2,4,6-pentamethylanilinium cation; dialkylammonium cations such as di (isopropyl) ammonium cation and dicyclohexylammonium cation. Examples of the phosphonium cation include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tri (methylphenyl) phosphonium cation, and tri (dimethylphenyl) phosphonium cation.
[0039]
As the ionic compound, a combination of any non-coordinating anion and cation arbitrarily selected and combined can be preferably used. For example, as an ionic compound, triphenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylcarbonium tetrakis (tetrafluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, 1,1 '-Dimethylferrocenium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and the like are preferable. The said ionic compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Lewis acids that can react with transition metal compounds to form cationic transition metal compounds include B (C₆F₅)₃, Al (C₆F₅)₃Etc., and these may be used in combination with the ionic compound.
[0040]
The addition amount of the catalyst comprising the metallocene-type cation complex of the gadolinium compound is substantially the same as the addition amount of a normal catalyst, and the catalyst can be used for the polymerization of butadiene in the presence of an organoaluminum compound. Here, examples of the organoaluminum compound include trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, and triisobutylaluminum, and mixtures thereof. Among these, triisobutylaluminum is preferable, and a mixture of trimethylaluminum and tributylaluminum is also preferable. Good. When the complex formed in the presence of the organoaluminum compound is used, the amount of the organoaluminum compound used is as described above. For the complex used by adding to the polymerization reaction system in the solid state, or the complex used by adding the solution obtained by dissolving the solid state complex to the polymerization reaction system, the amount of the organoaluminum compound used is not particularly limited, For example, 2 equivalents or more may be used with respect to the complex of formula (I), and about 2 equivalents are preferably used.
[0041]
The above polymerization reaction may be performed in the presence or absence of a solvent. When a solvent is used, there is no particular limitation as long as the solvent is substantially inert in the polymerization reaction and has sufficient solubility in butadiene and the catalyst composition. Specifically, saturated aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane and heptane; saturated alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; monoolefins such as 1-butene and 2-butene; benzene, toluene and the like Aromatic hydrocarbons such as: methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethylene, perchloroethylene, 1,2-dichloroethane, chlorobenzene, bromobenzene, chlorotoluene, and other halogenated hydrocarbons. Among these, toluene Is preferred. Moreover, you may use a solvent in combination of 2 or more types.
[0042]
The polymerization temperature in the polymerization reaction is not particularly limited, but is −100 to 100 ° C., preferably −50 to 80 ° C., and more preferably 0 ° C. or less. The polymerization time is not particularly limited, but is about 1 minute to 12 hours, preferably about 5 minutes to 5 hours. However, these reaction conditions can be appropriately selected according to the type of the catalyst. After the polymerization reaction reaches a predetermined polymerization rate, a known polymerization terminator is added to the polymerization reaction system to stop the reaction, and then the polymer produced by a usual method can be separated from the polymerization reaction system.
[0043]
In a preferred embodiment, a solid state catalyst of formula (I) or a solution obtained by dissolving a solid state formula (I) catalyst is added to a polymerization reaction system, and an organoaluminum compound and a butadiene monomer are further added. Polymerization is carried out by introducing it into the polymerization reaction system. However, the order of addition of the catalyst, the organoaluminum compound, and the butadiene monomer can be changed as appropriate.
[0044]
In another preferred embodiment, the gadolinium compound capable of producing the catalyst of formula (I) can be reacted with an ionic compound and used without isolation. At this time, the necessary organoaluminum compound may be added to the reaction system at any stage before polymerization. Polymerization is carried out by introducing this catalyst solution into a polymerization reaction system with a butadiene monomer. At this time, the order of addition of the catalyst solution and the butadiene monomer can be appropriately changed. In this embodiment, it is not necessary to isolate the produced catalyst of formula (I) as a solid state, and there is an advantage that one step is omitted.
[0045]
The rubber composition used in the pneumatic tire of the present invention preferably has a content of the polybutadiene rubber in the rubber component of 10% by mass or more. A rubber composition in which the content of the polybutadiene rubber in the rubber component is less than 10% by mass has a small effect of improving the wear resistance and crack growth resistance of the rubber composition. In addition to the polybutadiene rubber (BR), natural rubber (NR), styrene / butadiene copolymer rubber (SBR), polyisoprene rubber (IR), etc. are used in combination with the rubber composition. be able to.
[0046]
The rubber composition preferably contains at least one of carbon black and silica as a filler in a total of 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By including 10 parts by mass or more of carbon black and silica in total, the reinforcing property is further improved.
[0047]
The rubber composition is preferably sulfur crosslinkable. Vulcanized rubber obtained by crosslinking a rubber composition with sulfur has sufficient strength as a tire member. The rubber composition containing the polybutadiene rubber is suitable as a tire tread because of its excellent wear resistance, and is also suitable as a sidewall of a tire because of its excellent crack growth resistance.
[0048]
In addition to the above rubber component, carbon black and silica, the rubber composition includes other fillers, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, scorch preventing agents, softening agents, zinc oxide, stearic acid, A compounding agent usually used in the rubber industry, such as a silane coupling agent, can be appropriately selected and blended within a range that does not impair the object of the present invention. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used. In addition, the said rubber composition can be manufactured by mix | blending the various compounding agent suitably selected as needed with the rubber component, kneading | mixing, heating, extrusion, etc.
[0049]
The pneumatic tire of the present invention is not particularly limited as long as the rubber composition is used for any member, and examples of the member include a tread, a sidewall and the like, and can be manufactured by a usual method.
[0050]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0051]
(Polymer production example 1)
By the method described in Non-Patent Document 1, bispentamethylcyclopentadienylgadolinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate [[(Cp^*)₂Gd] [B (C₆F₅)₄], Cp^*: Pentamethylcyclopentadienyl ligand] was prepared. 6.6 g of this was charged in a fully dried 1 liter pressure-resistant glass bottle under an inert gas atmosphere and dissolved in 500 mL of toluene. Next, 30 mL of a 1M triisobutylaluminum / toluene solution was added, and the pressure-resistant glass bottle was stoppered with a crown with a rubber stopper to obtain a catalyst solution A. 1300 g of a 1,3-butadiene / toluene solution prepared to 12.5% by mass was introduced into a 5 liter polymerization reactor apparatus in which a −20 ° C. refrigerant was circulated through a temperature control jacket, and the catalyst solution was sufficiently cooled. All of A was added. After conducting a polymerization reaction at −20 ° C. for 1 hour, the reaction was stopped by adding 5 mL of a 5% methanol solution of an antiaging agent BHT, and reprecipitation was performed in ethanol containing a trace amount of hydrochloric acid. The separated polymer was air-dried in a draft and then dried in a vacuum oven at 60 ° C. for 4 hours to obtain 150 g of polymer A in a yield of 92%.
[0052]
(Polymer production example 2)
In an inert gas atmosphere, a well-dried 1 liter pressure-resistant glass bottle is filled with dimethylaluminum (μ-dimethyl) bis (pentamethylcyclopentadienyl) gadolinium [(Cp^*)₂Gd (μ-Me)₂AlMe₂, Cp^*: Pentamethylcyclopentadienyl ligand] 2.58 g and triphenylcarbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate [[Ph₃C] [B (C₆F₅)₄] 4.61 g was added and dissolved in 500 mL of toluene. To this solution, 25 mL of 1M triisobutylaluminum / toluene solution was added and aged at room temperature for 1 hour to obtain catalyst solution B. 1,5-butadiene / toluene solution 1080g prepared to 12.5% by mass was charged into a 5 liter polymerization reactor apparatus in which a −40 ° C. refrigerant was circulated through a temperature control jacket, sufficiently cooled, and then cooled to −78 ° C. All of the cooled catalyst solution B was added. After conducting a polymerization reaction at −40 ° C. for 3 hours, the reaction was stopped by adding 5 mL of a 5% methanol solution of an anti-aging agent BHT, and reprecipitation was performed in ethanol containing a trace amount of hydrochloric acid. The separated polymer was air-dried in a fume hood and then dried in a vacuum oven at 60 ° C. for 4 hours to obtain 133 g of polymer B in a yield of almost 100%.
[0053]
(Polymer production example 3)
A catalyst solution C was prepared in the same manner as in the preparation of the catalyst solution B, except that the amount of 1M triisobutylaluminum / toluene solution added was 50 mL. Using this, the same polymerization operation as in Polymer Production Example 2 was performed to obtain 117 g of Polymer C in a yield of 87%.
[0054]
(Polymer production example 4)
Under an inert gas atmosphere, a bis (1-isopropyl-2,3,4,5-tetramethylcyclopentadienyl) bistetrahydrofuran samarium [(C₅Me₄ ⁱPr)₂Sm (THF)₂] 125 mg, MMAO-3A [manufactured by Tosoh Finechem, Inc., pure product] 34 mL and cyclohexane 64 mL were added in this order, and the resulting solution was further aged at room temperature for 3 hours to obtain catalyst solution D. Under an inert atmosphere, 3200 g of a 1,3-butadiene / cyclohexane solution prepared to 12.5% by mass was charged into a 5 liter polymerization reactor apparatus, and the temperature control jacket was heated to 50 ° C. 23.3 mL of the catalyst solution D was added thereto, and a polymerization reaction was performed for 3 hours. Subsequently, the reaction was stopped by adding 5 mL of a 5% methanol solution of the anti-aging agent BHT, and reprecipitation was performed in ethanol containing a trace amount of hydrochloric acid. The separated polymer was air-dried in a draft and then dried in a vacuum oven at 60 ° C. for 4 hours to obtain 364 g of polymer D in a yield of 91%.
[0055]
The characteristics of the polymers A to D obtained as described above are shown in Table 1. The microstructure analysis was performed by the above-described FT-IR. The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn) were measured using a refractometer as a detector by GPC [manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8020]. Shown in standard polystyrene conversion. The column is GMHXL [manufactured by Tosoh] and the eluent is tetrahydrofuran.
[0056]
[Table 1]

[0057]
From Table 1, it can be seen that the obtained polymers A to C have the cis-1,4 bond content and the vinyl bond content within the ranges specified in the present invention. Furthermore, when the polymers B and C obtained in Polymer Production Examples 2 and 3 are compared, it can be seen that the molecular weight can be controlled by changing the amount of triisobutylaluminum added. In addition, since the polymer D obtained in the polymer production example 4 was not produced using a metallocene-type cation complex of a gadolinium compound, the cis-1,4 bond content was low and the vinyl bond content was high.
[0058]
In addition, as a comparison of measurement methods, the above-mentioned FT-IR analysis and the method shown below were performed on commercially available polybutadiene rubber.¹H-NMR and¹³C-NMR analysis was performed, and the difference in analysis value due to the difference in measurement method was confirmed. The results are shown in Table 2.
[0059]
<¹H-NMR and¹³Analysis Method of Microstructure by C-NMR>
¹From the 1 H-NMR analysis (signal intensity ratio of 1,4-bond: 5.30-5.50 ppm and 1,2-bond: 4.94-5.03 ppm), 1,4-bond and 1, Find the ratio of 2-bonds,¹³The ratio of cis bond to trans bond was determined from C-PST-NMR analysis (signal intensity ratio of cis bond: 25.5 ppm and trans bond: 32.8 ppm), and the 1,4-cis bond content, 1,4-trans Bond content and vinyl bond content were determined.
[0060]
[Table 2]

[0061]
From Table 2,¹H-NMR and¹³When C-NMR is used, it can be seen that the vinyl bond content is underestimated compared to FT-IR, and a value smaller than the actual value is obtained.
[0062]
Furthermore, a rubber composition for a tire sidewall having a formulation shown in Table 3 was prepared using a Banbury mixer, and the tensile stress and crack growth resistance at 100% elongation were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 3.
[0063]
(1) Tensile stress at 100% elongation
A JIS No. 3 test piece was prepared from each rubber composition, and the tensile stress at 100% elongation was measured according to JIS K6251.
[0064]
(2) Crack growth resistance (side knife cut test)
A tire of size 175 / 70R13 was prototyped by applying each rubber composition to the sidewall. A female cut having a width of 2 mm and a depth of 2.0 mm was put at an angle of 45 degrees with respect to the tire cross-sectional direction at the position of the maximum width of the prototype tire. Next, the tire was assembled to a 5J rim, and the internal pressure was 1.9 kg / cm.²The drum test was run for 10,000 km under the conditions of a load of 405 kg and a speed of 50 km / hr, and the length of the female cut was measured.
[0065]
[Table 3]

[0066]
From Table 3, it can be seen that the tire using the rubber composition of the example has suppressed female cut growth and excellent crack growth resistance compared to the tire using the rubber composition of the comparative example.
[0067]
Furthermore, the rubber composition for tire treads of the formulation shown in Table 4 was prepared using a Banbury mixer, and the wear resistance was evaluated by the following method. The results are shown in Table 4.
[0068]
(3) Abrasion resistance
Each rubber composition was applied to a tread to produce a tire of size 11R22.5. The tire was run for 100,000 km in actual running, and the running distance / (groove depth before running−groove depth after running) was calculated, and the value of Comparative Example 6 was displayed as an index. A larger index value indicates less wear and better wear resistance.
[0069]
[Table 4]

[0070]
It can be seen from Table 4 that the tire using the rubber composition of the example has significantly improved wear resistance as compared with the tire using the rubber composition of the comparative example.
[0071]
【The invention's effect】
According to the present invention, by applying a rubber composition containing polybutadiene rubber obtained by polymerizing butadiene in the presence of a specific gadolinocene catalyst to any member of a tire, it is possible to improve wear resistance and crack growth resistance. An excellent tire can be provided.

Claims

A rubber composition containing a polybutadiene rubber having a cis-1,4 bond content of 99.0% or more and a vinyl bond content of 0.3% or less measured by Fourier transform infrared spectroscopy was used for any tire member. A pneumatic tire characterized by that.

2. The pneumatic tire according to claim 1, wherein the polybutadiene rubber is a polymer obtained by polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a catalyst composed of a metallocene cation complex of a gadolinium compound.

The metallocene-type cation complex of the gadolinium compound is represented by the following general formula (I):
R ¹ _n GdX _m (I)
Wherein Gd represents gadolinium; R ¹ is a cyclopentadienyl group, substituted cyclopentadienyl group, indenyl group, substituted indenyl group, fluorenyl group or substituted fluorenyl group; X is an anion; n is 1 or The pneumatic tire according to claim 2, wherein the pneumatic tire is represented by an integer of 2; m is an integer of 1 or 2.

The pneumatic tire according to claim 1, wherein the tire member is a sidewall.

The pneumatic tire according to claim 1, wherein the tire member is a tread.